无线传感器网络自适应多中继协作差错控制策略

提出一种基于能效和通信距离的适用于无线传感器网络的多中继自适应协作差错控制策略,在提供高可靠性数据传输同时保持高吞吐率和高能效.根据传统ARQ、Chase合并的混合ARQ的能效规律和数据包在链路层分割为若干个数据帧的规律建立了一种马尔科夫链模型,并给出了饱和吞吐率、数据包丢弃概率、时延和能效分析方法,在此基础上提出了自适应多中继协作差错控制策略.针对线性移动无线传感器网络模型,对传统ARQ、Chase合并的混合ARQ和自适应多中继协作差错控制的通信性能以及移动性的影响进行了分析.结果表明所提策略在饱和吞吐率、可靠性和能效方面,表现出了比传统ARQ和Chase合并的混合ARQ更优越的性能.     

视频传感器网络中基于GOP与距离感知的协作ARQ机制

针对视频传感器网络协作通信的中继选择和多样性服务质量需求保障等问题,提出了基于GOP与距离感知的协作ARQ机制.基于传感器节点物理属性和MPEG-4编码算法,综合考虑了影响视频传输的各种因素,建立了网络状态感知分析模型,在此基础上建立了距离感知的中继选择机制,并根据应用业务需求确定最佳差错控制方案.数学分析和仿真实验表明,所提策略在视频播放质量、实时性和能效方面表现出了比传统ARQ和距离感知的协作ARQ更优越的性能.     

无线传感器网络中协作误差传播感知的机会可靠传输机制

针对无线传感器网络协作通信过程中误差传播对系统性能的影响,提出了一种基于机会式误差修正的可靠传输机制。首先,在多节点协作无线传感器网络中建立三种协作传输方案,基于信道质量和误符号率建立协作误差传播模型。接着,针对协作误差中的合并、调度和干扰等类型,通过在信道、信源和协作网络物理层提出机会式误差修正算法。最后,在上述结论基础上,综合感知用户的性能要求、调度复杂度和协作传播模型,提出了机会式可靠传输机制。数学分析结果不仅验证了机会式传输机制比静态机制具有高可靠性,而且证明了所提机制在端到端通信的实时性、可靠性、吞吐率和能效等方面有优越性。     

基于GOP取帧和跳数的自适应协作ARQ

为给多媒体数据传输提供有效QoS保障,提出一种适用于无线多媒体传感器网络数据传输的自适应协作ARQ机制。采用跨层设计的方法,分析ARQ机制协作传输跳数与能效的规律,根据节点间通信距离自适应选取最优协作传输跳数,结合数据帧跳数,自适应调整最大重传次数,根据快进快退码率基于帧间依赖关系进行GOP取帧。分析结果表明,该机制在丢包率和端到端平均时延方面与传统ARQ相比具有较优的性能,能有效提高无线多媒体传感器网络通信的可靠性和实时性。     

基于服务质量机会测量的传感器网络协作控制机制*

为了消除制约无线传感器网络性能的因素和提高网络控制效率,基于实时网络服务质量机会测量,提出了传感器网络协作控制机制。首先,基于发送端节点和接收端节点状态以及中继节点的协作,测定无线传感器网络实时状态。其次,分析能耗品质和负载品质对网络性能的影响规律。接着,讨论不同分频调制方式对网络性能的影响规律。最后,制定了网络状态感知的机会分频调制的传感器网络协作控制机制。数学分析和实验结果表明,所提出的传感器网络协作控制机制对无线传感器网络的实时性、可靠性和吞吐率等方面具有较强的保障能力。     

多跳无线传感器网络自适应链路层FEC/ARQ控制策略

提出一种用于多跳无线传感器网络数据传输的数据链路层自适应混合FEC/ARQ控制策略,以提高无线传感器网络通信的可靠性.该策略基于Kalman滤波器预测当前的网络状态,根据混合FEC/ARQ能耗规律和特点,自适应地调整FEC参数n.此外,发现ARQ能耗与重传策略无关,而与网络状态有关.数学分析和仿真验证均表明,该策略能有效降低多跳无线传感器网络的能量消耗,显著地提高数据传输的可靠性.     

基于RSSI的WSN吞吐量自适应优化策略

基于MicaZ型节点参数分别建立了ARQ技术和FEC技术的吞吐量模型,分析并仿真了各参数对吞吐量的影响,得出ARQ技术的最优数据帧长和FEC技术的最优BCH码,进而提出了一种基于RSSI测距技术的吞吐量自适应优化策略,以适应无线传感器网络(WSN)中动态变化的网络拓扑。该策略依据RSSI测距技术测量节点间的通信距离,自适应地为数据包选择最优的差错控制策略来提高WSN的吞吐量。仿真结果表明,在吞吐量和动态范围方面,该策略整体上优于单纯的ARQ或者FEC方案。     

基于无线携能通信的传感云系统Sink节点最优能效策略

无线携能通信能够提升传感器网络的能量效率和资源复用率,然而当前研究均优化无线携能通信参数以实现系统增益,忽略了信道质量变化对系统能量效率的影响.为了解决该问题,针对无线携能通信的传感云系统,提出基于最优停止理论的Sink节点能效优化策略.首先设计下行无线携能通信、上行信息传输的工作时序,其中下行阶段Sink节点采用机会调度策略,选择信道质量较好时刻开始下行链路传输.Sink节点能效定义为系统所实现的上行吞吐量与下行能耗之比.继而基于最优停止理论,建立Sink节点能效最优化问题并证明该问题存在最优停止规则.最后设计最优能效算法求解Sink节点最优下行无线携能传输时刻,从而制定相应的能效优化策略.通过仿真实验验证最优能效算法的有效性与性能,同时通过不同策略的对比验证所提策略在提升Sink节点能效方面的优势.     

MPE2S: 基于多路径纠删编码的无线传感器网络可靠传输策略

传输可靠性是衡量无线传感器(Wireless sensor networks, WSN)网络性能的一个重要指标. 针对节点故障会影响网络传输稳定性和可靠性的问题, 提出了基于多路径纠删编码的 无线传感器网络可靠传输策略(Multi-paths and erasure encoding strategy, MPE2S). 根据反映链路质量的最优最差蚂蚁系统的信息素归一化值, 在相邻等级节点间建立多条互不交叉的传输路径, 将源数据包经纠删编码的 数据片沿多条路径分配和传输以实现负载均衡和故障容错. 理论分析和仿真结果表明,MPE2S具有较高数据包接收率、数据准确率和能效性, 体现了良好的故障容错性、数据传输稳定性和可靠性.     

基于机会协作的农业物联网大数据处理系统设计

针对在农业物联网中通信环境复杂和大数据处理效率低的问题,提出了基于机会协作的自适应大数据处理机制。根据农业物联网应用需求,综合考虑了农业产业环境对无线数据传输的影响建立了跨层交互分析模型,结合机会协作机制和大数据处理需求,设计了大数据处理方案。实验分析和测试表明,所提大数据处理方案在系统吞吐率、可靠性和系统处理性能等方面,表现出了比传统协作机制和数据处理方案更优越的性能。     

无线传感器网络跳数和通信距离自适应差错控制策略

无线传感器网络(WSNS)的动态信道特性、网络带宽和节点能量受限等特点,使得在无线环境下为数据传输提供可靠性保证面临更大的挑战.本文提出一种适用于WSNS的自适应链路层差错控制策略(AEC-Hops/RSSI),以便改善WSNS的通信性能.首先建立数学模型,分析数据帧被转发所经历的跳数与能效的变化规律,然后分析前向纠错...     

Delay and energy efficiency analysis of multicast cooperative ARQ over wireless networks

This paper investigates the performance of multicast cooperative ARQ (MCARQ) in wireless networks for reducing the system’s waiting time and the sum energy, where the delay and energy analytical model are proposed under equivalent service time and ideal Nyquist pulse. The packet transmission process is modulated by a three-state Markov chain, then the steady-state distribution of the MCARQ is obtained by solving the Markov chain. Further, the queue waiting time and energy efficiency of the multicast ARQ (MARQ) and MCARQ are obtained respectively. Theoretical analysis and simulation results demonstrate that the MCARQ protocol has a better performance than the MARQ in delay and energy efficiency. The presented model has potentially applications in practical systems, e.g. Multi-user MIMO communications.     

两跳双中继协同ARQ策略研究*

基于中继择优选择,提出一种新型协同通信系统传输方案：两跳双中继协同ARQ策略。该方案是传输时延和传输效率的优化折中。理论分析和仿真结果说明,在时间相关瑞利衰落信道模型下,两跳双中继协同ARQ策略无论是在源到中继链路质量较好时,还是源到中继链路衰落较为严重时,给系统带来的性能增益都远优于单中继协同ARQ策略和双中继协同系统。     

ARQ通信系统的性能优化与帧长度的动态选择

本文考虑了正向信道不可检错和反向信道差错，并用齐次马尔可夫链精确完整地分析了ＡＲＱ通信系统的工作过程，从而将系统的表现传输效率和有效传输效率严格地区分开来。所推导出的性能公式能够在Ｍｏｄｅｍ远程通信这样的宽误码率环境下通用。本文研究了帧长与有效传输效率的关系。结果表明根据信道质量动态地选择帧长能够显著提高ＡＲＱ协议性能。     

基于线性网络编码的无线网络信道接入机制

为了提高无线自组织网络的通信性能,针对当前网络信道接入机制存在的不足,提出一种基于线性网络编码的信道接入机制(LNC)。首先对传统网络信道接入机制的工作原理和缺陷进行分析,然后采用线性网络编码方式提高数据包传输效率,最后运用马尔科夫链模型对LNC进行数学建模,并通过仿真实验对其性能进行分析。仿真实验结果表明,相对于传统网络信道接入机制,LNC不仅提高了网络的吞吐量,降低了节点的数据包丢失率,而且提高了信道利用率。     

基于跨层设计的矿山物联网感知层协作网络寿命优化

为了满足矿山物联网感知层服务质量（ QoS）的要求,采用一种基于跨层设计的无线协作通信机制,在Nakagami-m衰落信道中,通过物理层自适应调制编码（ AMC）和链路层混合自动重传请求（ HARQ）协议跨层设计,研究无线通信网络的HARQ协作机制,推导出协作传输系统的总能耗表达式,建立跨层优化模型。基于贪婪策略的思想,提出一种网络寿命最大化的功率分配算法（ NLMPAA）,在保证误码率指标的前提下,在最大功率的约束范围内,对功率矩阵进行优化,使网络寿命最大化。仿真结果表明：基于协作机制的网络寿命明显优于非协作机制网络,本文提出的NLMPAA可以延长网络寿命20%以上。